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植物的气孔运动在植物的抗旱作用中起关键的作用,气孔运动受保卫细胞内源脱落酸(ABA)浓度及渗透压等因素的影响。液泡蔗糖转化酶可以催化蔗糖不可逆的分解成葡萄糖和果糖,因此转化酶活力的改变可能会影响到渗透压及相应的气孔开度的变化以此来调节植物的气孔运动。本文克隆了烟草液泡蔗糖转化酶抑制蛋白基因(Nt-inhh)、ABA敏感及保卫细胞特异性启动子(AtRab18),构建含有ABA敏感和保卫细胞特异启动子和液泡蔗糖转化酶抑制蛋白基因的植物表达载体,并进行拟南芥遗传转化。利用细胞特异及诱导型启动子(AtRab18)得到的转基因植物不影响植物的正常生长。同时本文通过对保卫细胞蔗糖转化酶活力不同的转基因拟南芥的研究,阐明蔗糖转化酶活力的改变在气孔运动和植物干旱逆境反应中的作用,主要研究结果如下：1.以拟南芥叶片总DNA为模板经过PCR反应,克隆启动子AtRab18,获得大小为1600bp和820bp大小的片段,通过对应的酶切位点将上述两个DNA片段定向地连接插入到植物表达载体pBI101-1,构建成启动子AtRab18启动报告基因GUS的植物表达载体pBI101-1-AtRab18-GUS。2.以烟草叶片总RNA为模板经过RT-PCR反应,克隆液泡蔗糖转化酶抑制蛋白基因,获得大小为529bp的cDNA片段,通过对应的酶切位点SacI/XbaI将片段定向地插入到植物表达载体pBI101-1-AtRab-GUS中,替换GUS报告基因,构建成由启动子AtRab18启动表达烟草Nt-inhh基因的植物表达载体pBI101-1-AtRab-Nt-inhh.3.通过农杆菌介导的方法,将得到两个植物表达载体pBI101-1-AtRab-GUS和pBI101-1-AfRab-Nt-inhh分别转入拟南芥中,通过Kana平板筛选和基因组DNA的PCR扩增,得到转基因pBI101-1-AtRab-GUS阳性植株T 1,T3,T4,T7,T9,T 10,转基因pBI101-1-AtRab-Nt-inhh阳性植株T2,T4,T5,T7,T8,T9,T11。进而对转基因拟南芥通过半定量RT-PCR检测和荧光定量PCR检测分析外源基因的表达量。4.研究表明AtRab18是ABA敏感及保卫细胞特异启动子,本文对获得的转基因pBI101-1-AtRab-GUS阳性植株进行GUS组织化学染色检测分析显示AtRab18基因特异地在保卫细胞表达,ABA处理后通过荧光实时定量PCR结果显示ABA可促进AtRab18基因的表达,与文献报道一致,表明本文所克隆的启动子AtRab的长度是足够的。5.通过分离保卫细胞及酶连反应测定及显微镜观察转pBI101-1-AtRab-Nt-inhh基因阳性植株和野生型植株的保卫细胞蔗糖转化酶活力及显微镜观察气孔开度,结果显示转基因拟南芥的气孔开度和保卫细胞液泡蔗糖转化酶活力均低于野生型。6.通过检测转基因pBI101-1-AtRab- Nt-inhh阳性植株和野生型植株的离体叶片失水和叶片相对含水量(RWC)以及抗旱处理下的生长状态,均显示转基因型较野生型具有更强的抗旱性。综上所述,本文研究结果首次揭示了保卫细胞液泡蔗糖转化酶活力与拟南芥抗旱逆境反应的直接关系,其活力的降低使转基因拟南芥的气孔开度变小,并受内源ABA的诱导,与对照相比,转基因植物具有较强的抗旱性。